GC-MS分析传统酸面团馒头风味及添加食用碱对其风味的影响

刘 娜，程晓燕，孙银凤，黄卫宁，李 宁，Filip Arnaut

（1.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122；2.广州焙乐道食品有限公司，广东广州511400；3.焙乐道食品集团，比利时布鲁塞尔B1702）

GC-MS分析传统酸面团馒头风味及添加食用碱对其风味的影响

刘 娜1，程晓燕1，孙银凤1，黄卫宁2，*，李 宁2，Filip Arnaut3

（1.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214122；2.广州焙乐道食品有限公司，广东广州511400；3.焙乐道食品集团，比利时布鲁塞尔B1702）

通过固相微萃取和GC-MS联用技术，对山东青岛SDQ、河北邢台HBX和河南驻马店HNZ三地酸面团馒头风味物质进行检测，并研究食用碱的添加对馒头风味的影响。结果显示，每个地方的酸面团馒头都有自己独特的酯、醛、烯等风味物质呈现。食用碱的引入会使风味物质种类和总量都下降，但主要呈味物质醇、醛等变化不大。其中SDQ风味物质由原来的41种下降到39种，总量下降30.33%；HBX由63种下降到60种，总量下降28.05%；HNZ由81种下降到78种，总量下降21.73%。加碱后酸类和酯类含量下降明显。

传统酸面团，馒头，风味，食用碱

馒头是我国具有民族特色的大众化的蒸制发酵面食品[1]；据不完全统计，全年我国面粉需要量约7800万t，其中馒头用粉约占总量的40%左右[2-3]。

传统酸面团是面粉、水和活性微生物经自然发酵得到的面团，酸面团发酵技术是最古老的生物加工技术之一[4]。随着商业酵母的出现，传统酸面团发酵曾逐渐被代替[2]。但商业酵母发酵的制品在风味、营养、口感等方面都远远不及酸面团产品，因此近年来，对酸面团发酵技术及其制品风味的研究引起了国内外研究者的浓厚兴趣[5-6]。Gobbetti[7]、张庆[8]、刘若诗[9]、Katina[10]和Hansen等[11]研究了不同基质酸面团的生化特性以及酸面团发酵对面包烘焙品质和风味等的影响。和酸面团发酵面包研究相比，酸面团发酵馒头的研究鲜有报道[12]；传统酸面团发酵对馒头风味

的影响仅见苏东海[13]对河南传统酵子酸面团制得的馒头与干酵母发酵馒头风味物质进行了对比。我国地域广阔，传统酸面团种类繁多，不同地区酸面团中的微生物代谢产生的风味物质差异性有待开展进一步深入研究。使用传统酸面团制作馒头时，通常会添加适当的碱控制馒头酸度，改善馒头口感和风味[14]。但是关于食用碱的引入对馒头特征风味物质影响的研究至今未见报道。

固相微萃取可与气相、气相-质谱、液相、液相-质谱仪联用，广泛用于食品风味物质的定性和定量测定。已有学者将固相微萃取和GC-MS联合应用于水果、饮料、烘焙食品和肉制品的风味分析中[15]。

本文以带有地域特色的传统酸面团发酵馒头为研究对象，采用固相微萃取和GC-MS联用技术，定性并定量分析不同地区传统酸面团发酵产生的特征风味化合物和食用碱对馒头风味化合物的影响，为传统酸面团发酵剂和馒头的产业化开发提供基础理论信息。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

馒头粉 丹阳市同乐面粉有限公司；食用碱 湖北小丑食品有限公司；传统酸面团 取自河北邢台（记为HBX）、河南驻马店（记为HNZ）、山东青岛（记为SDQ）传统酸面团各一份。

5K5SSWH型搅拌机 美国Kitchenaid公司；SM-32S型醒发箱 新麦机械（无锡）有限公司；固相微萃取装置及75μm CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；Finnigan Trance Ms气相色谱-质谱联用仪 美国Finnigan Co公司，采用DB-5MS毛细管色谱柱（60m× 0.32mm×1μm），载气He。

1.2 实验方法

1.2.1 馒头制作 采用传统家庭二次发酵工艺制作酸面团馒头，配方见表1，添加量按照第一次和面使用的面粉百分量计算。将15%酸面团、100%面粉、52%水投入到搅面机搅拌5m in成团，再快搅1m in取出，放进醒发箱，38℃，85%RH醒发12h后取出。0.5%食用碱溶解在3%的水中，和25%新加的面粉、第一次发酵制备的全部发酵酸面团一块投入到搅拌机中，混匀搅拌3m in，快搅1m in，面团静置10m in后压面10次（压面厚度7mm），将面团分割成70g/块，搓圆整形后38℃，85%RH醒发40m in，沸水入锅蒸制25m in，室温冷却1h后装入PE材质的封口袋中（规格为17cm× 25cm），16℃保存。

表1 馒头配方Table 1 The formulation of steamed breads

1.2.2 馒头挥发性物质的固相微萃取 参照Kim[2]的方法：馒头分割成大小为5mm×5mm×3mm均匀碎片，称取5g放入固相微萃取样品瓶中（15m L），盖好瓶盖，放入60℃恒温水浴中，将老化好的PDMS萃取头插入样品瓶的上空，顶空萃取40min，拔出针头并进样。

1.2.3 GS-MS分析 色谱条件：DB-5MS毛细管色谱柱（60m×0.32mm×1μm）；载气：He；流量：恒流1.2m L/min，分流：10m L/m in，前2m in不分流，之后再分流，分流比为12∶1；升温程序：起始温度40℃，保留3m in，然后以6℃/m in升温至160℃，接着以10℃/m in升温至250℃，保留10min。

质谱条件：电离方式EI，电子能量70eV，发射电流200μA，进样孔温度250℃，离子源温度200℃，采集方式为全扫描，采集质量范围m/z为33～495。

1.2.4 挥发性成分的定性定量分析 GC-MS图谱经计算机和人工检索把每个峰同时与NIST Library和W iley Library（谱库年限为2008年）相匹配检索定性，匹配度和纯度大于800作为鉴定结果化合物。定量：按峰面积归一化法计算相对百分含量。

2 结果与讨论

本次在这六种馒头中共检测到121种风味化合物。从馒头中检测到的风味物质种类和面包风味物质种类大致相同，都包括酸类（11种）、醇类（14种）、醛类（13种）、酯类（15种）、芳香杂环类（14种）和烃类（36种）。有16种化合物共同存在于这六种馒头中，包括乙醇、乙酸乙酯、己醛、3-甲基丁醇、2-戊基-呋喃、2-庚烯醛、壬醛、E-2-辛烯醛、E-2-壬烯醛、2-糠醛、乙酸等。对于不同种类的馒头，其风味物质的种类、含量及其所占的比例存在差异。

2.1 不同地区酸面团馒头风味分析

从表2可以看出，不同地区酸馒头风味物质总含量排序为HNZ＞HBX＞SDQ。HBX和HNZ酸面团发酵制得的馒头风味物质种类更加丰富。在HBX和HNZ馒头中检测到了SDQ馒头中没出现的风味物质，包括乙酸-3-甲基-1-丁酯、辛醛、己酸乙酯、2，3-二氢呋喃酮、苯乙醛、苯乙酮、丁酸、己内酯型聚酯和辛酸等。这些化合物芳香阈值较低，其中己酸乙酯阈值仅为55.33μg/L，可以赋予馒头甜香感[18]；内酯可赋予馒头更浓烈的酯香味[19]；芳香族物质苯乙醛，具有浓郁的玫瑰花香气[20]。杂环类呋喃酮呈未熟青水果香气和枫糖奶糖香味，是食品中重要的增香剂[13]。因此根据风味物质的总量和种类的推测，HNZ和HBX馒头风味较SDQ浓郁。

在每种馒头中都检测到了特有的风味物质：比如在HNZ的馒头中检测到了含量较高的柠檬烯、1-四唑-2-乙基-丙酮、3-羟基丙酮和丁酸己酯等；在河北HBX馒头中检测到的3，7-二甲基-三氟乙酸、乙酸己酯、甲酸己酯；在SDQ检测到的2，4-二戊基烯醛。这些独特的风味物质可能是造成各地馒头风味不一的原因。特有风味物质的产生可能受酸面团中微生物组成的影响[13]。地理位置和储藏时间的不同会造成各地的老酵头酸面团中微生物种类和数量存在差异，从而影响酸面团发酵过程、挥发性物质的生成和馒头风味。

由表3可知，三个地区传统酸面团馒头的挥发性成分以醇类和酯类为主，其中SDQ醇类和酯类总量

为60.91%，HBX为53.70%，HNZ为54.63%。苏东海等[11]对河南酵子制作的馒头风味物质进行分析也发现醇类和酯类是馒头风味物质的主导，占其总量的92.59%。与苏东海等[13]研究结果不同的是，本实验样品中检测到了较多含量的醛类，且不同样品醛类含量存在一定差异。其中SDQ和HBX中醛类的含量分别为15.20%和14.85%，HNZ醛类含量较低，为9.46%。Seitz[16]和韩德权等[17]研究发现，酸面团发酵可以增加制品风味物质中醛类的含量，我们的研究结果与他们一致。三个地区的酸面团馒头酸类含量存在显著差异，除SDQ外，HBX和HNZ两地馒头的酸类物质含量都在10%以上，酸类化合物的生成和酸面团中微生物的种类与数量及发酵条件等密切相关[6]。以上结果表明，在发酵条件相同的情况下，酸面团来源对馒头风味物质形成有重要影响，不同地区的酸面团发酵产生的风味化合物种类和含量也不同。

值得强调的是，本次在这三种酸馒头中还检测到了γ-己内酯和桃醛等内酯类化合物。内酯大部分呈现奶油香、水果香和椰子香，阈值也不高[18]，是一种重要的风味化合物。具我们所知，桃醛是首次在馒头的风味物质中被检测到。桃醛本质上不是醛类，而属于内酯型化合物，有强烈的桃子和杏仁香气。这些重要的风味化合物在酵母馒头中未检测到，可能也是酸面团馒头独特风味的原因。

2.2 加碱对酸面团馒头风味的影响

分析表2和表3可以看出：添加食用碱后，三种馒

头风味物质总量和种类都有不同程度的下降。分析可知，加碱后SDQ风味物质由原来的41种下降到39种；总量下降30.33%；HBX由63种下降到60种，总量下降28.05%；HNZ由81种下降到78种，总量下降21.73%。在所检测到的物质中，加碱后，含量下降最多的是酸类物质，其次是酯类物质。碱的加入对醛酮类、芳杂环类、内酯类和烷烃类化合物几乎没有影响。这与何方奕等[21]研究食用碱对玉米风味的影响结果相一致。其原因可能是由于这些物质不能与食用碱发生反应，所以含量不变。

表2 不同馒头挥发性风味物质分析结果Table 2 Analytical results of volatile flavor compounds of traditional sourdough steamed breads

续表

加碱后酸面团馒头中含量最多的乙酸下降幅度分别为26.92%、16.85%、35.79%。其他含量较少的酸类物质如2-甲基己酸、4-甲基戊酸、3-甲基丁酸、戊酸、丁酸等也有不同程度的减少，辛酸和壬酸的含量基本没变化。分析其原因可能是随着碳原子数的增加，脂肪酸的酸性减弱，不易与碱发生反应，所以碱的加入对碳原子数多的脂肪酸含量没有影响。

碱的引入不仅影响了酸类物质，对酯类也有一定的影响。加碱后，酸面团馒头中的乙酸己酯、甲酸己酯、辛酸乙酯、己酸乙酯含量都有不同程度的减

少。这可能由于乙酸、己酸、辛酸等酸类物质被碱中和，酸类含量减少，影响了酯化反应的进行，从而使酯的生成量减少。

从以上分析可以看出，加碱后会造成馒头风味物质的整体减少，但碱的引入也生成了一部分新的化合物，如丁酸乙酯、吡啶高氯酸等。这部分化合物可能是加碱后馒头风味物质的重要来源。

表3 不同馒头挥发性风味物质类别统计分析结果Table 3 Analytical results of volatile flavor compounds sorted in different steamed breads

3 结论

3.1 对三种不同地区传统酸面团馒头（加碱前后）风味GC-MS分析发现，在这六种馒头中共检测到121种风味化合物。包括36种烃类、14种芳杂环类、14种醇类、15种酯类、13种醛类、11种酮类、11种酸类、2种醚类以及5种未知名风味物质。

3.2 三种不同地区传统酸面团馒头风味化合物中醇类和酯类占风味物质含量比重最高；在HNZ和HBX酸面团馒头中检测到的风味物质种类和含量都多于SDQ；每个地区的酸面团馒头都有自己独特的酯、醛、烯等风味物质呈现。传统酸面团微生物组成差异可能是造成不同地区酸面团馒头具有独特风味的主要原因。

3.3 碱引入酸面团后，馒头中的风味物质种类和总量都会下降。其中馒头中的酸类和酯类物质含量下降明显。此外，碱的加入还促进了丁酸己酯、吡啶高氯酸等化合物的生成，这些化合物可能是加碱后馒头风味物质的来源。

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GC-MS analysis of the flavor of traditional sourdough steamed breadand the effect of edible alkali on its flavor profiles

LIU Na1，CHENG Xiao-yan1，SUN Yin-feng1，HUANG W ei-ning2，*，LINing2，Filip Arnaut3
（1.State Key School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi214122，China；2.Guangzhou Puratos Food Co.，Ltd.，Guangzhou 511400，China；3.Putatos Group NV/SA，Brussels B1702，Belgium）

Using SPME and GC-MS analysis，the flavor compounds of steamed breads made by sourdoughscollected from Qingdao（SDQ），Xingtai（HBX） and Zhumadian（HNZ） were detected and the effects of ediblealkali on steamed breads flavor profiles were also investigated. The results showed that steamed breads madeby sourdoughs from different origins demonstrated unique flavor profiles with compounds including esters，aldehydes and alkenes. The addition of edible alkali decreased both the number of flavor types and theabundance of flavor substances，whereas the major flavor components such as alcohols and aldehydesremained less change. The number of flavor types of SDQ changed from 41 to 39，and the abundance of totalsubstance decreased 30.33%. The number of flavor types of HBX changed from 63 to 60，and the abundanceof total substance decreased 28.05%. For sample HNZ，the number of flavor types dropped from 81 to 78，totalamuont of substance decreased 21.73%. The abundance of acids and esters decreased significantly after theaddition of edible alkali.

traditional sourdough；steamed bread；flavor；edible alkali

TS207.3

：A

：1002-0306（2014）16-0076-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.008

2013－11－20 *通讯联系人

刘娜（1988-），女，硕士研究生，研究方向：烘焙科学、功能配料与食品添加剂。

国家863高技术研究发展计划项目（2012AA022200）；国家自然科学基金项目（31071595，20576046）；比利时国际合作项目（B17022012）；广东省教育部产学研究计划项目（2011B090400592）。